[发明专利]一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT器件有效

专利信息
申请号: 201710873013.3 申请日: 2017-09-25
公开(公告)号: CN107482058B 公开(公告)日: 2023-03-31
发明(设计)人: 罗小蓉;杨洋;孙涛;魏杰;邓高强;黄琳华;刘庆;赵哲言;曹厚华;孙燕 申请(专利权)人: 电子科技大学;电子科技大学广东电子信息工程研究院
主分类号: H01L29/739 分类号: H01L29/739;H01L29/423;H01L29/06
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 代理人: 孙一峰
地址: 611731 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要: 发明属于功率半导体技术领域,具体涉及一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT。本发明主要特征在于:采用两个槽栅和一个平面栅结构,且在两个槽栅之间、平面栅下方引入载流子存储层。正向导通时,槽栅侧壁阻挡空穴通路,起到注入增强的效果,降低器件的正向导通压降;同时,N型载流子存储层起到阻挡空穴的作用,促进电子注入漂移区,增强电导调制效应,进一步降低正向导通压降。在正向阻断时,槽栅起到耗尽载流子存储层的作用,使得器件在存储层高浓度下仍可维持高耐压。本发明的有益效果为,相对于传统LIGBT结构,本发明具有更低的正向导通压降、更快的关断速度和更低的关断损耗。
搜索关键词: 一种 具有 载流子 存储 soi ligbt 器件
【主权项】:
一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT器件,包括自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、介质埋层(2)和顶部半导体层;沿器件横向方向,所述的顶部半导体层从一侧到另一侧依次具有阴极结构、槽栅结构、N型半导体漂移区(4)和阳极结构;所述阴极结构包括沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的P型阱区(3)和P型重掺杂区(5),P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)相互接触且P型阱区(3)位于靠N型半导体漂移区(4)的一侧;在P型阱区(3)的上层具有N型重掺杂区(6);所述P型重掺杂区(5)和P型阱区(3)的底部与埋氧层(2)接触;所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面引出阴极;所述器件横向方向和器件垂直方向相互垂直;所述阴极结构与N型半导体漂移区(4)之间沿器件纵向方向有间断分布的槽栅;所述槽栅由第一导电材料(7)及其四周的第一绝缘介质(8)构成;P型阱区(3)一部分伸入所述槽栅之间,在P型阱区(3)靠近N型半导体漂移区(4)的一侧具有沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的N型载流子存储层(11),N型载流子存储层(11)位于槽栅之间且与N型半导体漂移区(4)接触;所述间断分布的槽栅之间的区域表面覆盖平面栅结构;所述平面栅结构包括第二绝缘介质(10)和覆盖在第二绝缘介质(10)之上的第一导电材料(9);所述平面栅结构一侧与N型重掺杂区(6)表面接触,覆盖P型阱区(3)和N型载流子存储层(11)的上表面,并与N型半导体漂移区(4)接触;所述器件纵向方向为同时与器件横向方向和器件垂直方向均垂直的第三维度方向;所述阳极结构包括N型缓冲层(12)和P型阳极区(13),所述P型阳极区(13)位于N型缓冲层(12)中,所述N型缓冲层(12)的下表面和埋氧层(2)相接,所述N型缓冲层(12)的一侧与N型半导体漂移区(4)接触;所述P型阳极区(13)引出阳极电极。
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